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Cap竞赛项目同步对共享可变数据的访问


线程允许无数活动同时发生。
并发编程比单线程编程更困难,因为很多事情都可能出错,而且故障很难重现。你无法避免竞争。它是平台固有的,也是从现在无处不在的多核处理器获得良好性能的要求。本章提供的建议可帮助您编写清晰、正确且文档齐全的并发程序。

1。共享可变数据同步的重要性

  • 使用synchronized关键字进行同步保证:
  • 互斥:同一时间只有一个线程可以执行同步块。
  • 可见性:一个线程所做的更改对其他线程可见。

2。没有同步的问题

  • 如果没有同步,其他线程可能看不到更改。
  • 示例:停止带有布尔字段的线程(不同步)
public class stopthread {     private static boolean stoprequested = false;      public static void main(string[] args) throws interruptedexception {         thread backgroundthread = new thread(() -> {             while (!stoprequested) {                 // loop infinito, pois mudanças em stoprequested podem não ser visíveis             }         });         backgroundthread.start();          thread.sleep(1000);         stoprequested = true; // pode nunca ser visto pela outra thread     } }  

3。通过同步修复

  • 同步字段读写以确保可见性:
public class stopthread {     private static boolean stoprequested;      public static synchronized void requeststop() {         stoprequested = true;     }      public static synchronized boolean stoprequested() {         return stoprequested;     }      public static void main(string[] args) throws interruptedexception {         thread backgroundthread = new thread(() -> {             while (!stoprequested()) {                 // loop agora termina corretamente             }         });         backgroundthread.start();          thread.sleep(1000);         requeststop();     } }  

4。使用 volatile 进行线程间通信

  • 易失性修饰符保证可见性而无需互斥:
public class stopthread {     private static volatile boolean stoprequested = false;      public static void main(string[] args) throws interruptedexception {         thread backgroundthread = new thread(() -> {             while (!stoprequested) {                 // loop agora termina corretamente com volatile             }         });         backgroundthread.start();          thread.sleep(1000);         stoprequested = true;     } }  

5。复合操作的问题(例如:非原子增量)

  • 运算符不是线程安全的,因为它涉及多个操作:
public class serialnumbergenerator {     private static volatile int nextserialnumber = 0;      public static int generateserialnumber() {         return nextserialnumber++; // pode gerar números repetidos     } }  

同步修复:

public class serialnumbergenerator {     private static int nextserialnumber = 0;      public static synchronized int generateserialnumber() {         return nextserialnumber++;     } }  
  • 使用 atomiclong 改进性能和安全性:
import Java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;  public class SerialNumberGenerator {     private static final AtomicLong nextSerialNumber = new AtomicLong();      public static long generateSerialNumber() {         return nextSerialNumber.getAndIncrement();     } }  

6。一般原则
避免共享可更改的数据:

  • 尽可能首选不可变数据。
  • 将可变数据限制在单个线程中。

安全发布:
确保共享对象对其他线程可见:

  • 使用最终、易失性或显式同步字段。
  • 使用并发集合,例如concurrenthashmap

7。良好做法总结

  • 始终同步共享可变数据的读写。
  • 仅在线程之间进行简单通信时才使用 volatile。
  • 优先选择线程安全的实用程序类,例如 java.util.concurrent.
  • 包中的实用程序类

通过这些示例和实践,您可以创建清晰、正确且易于维护的并发程序。


书中的示例:

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